#include <windows.h>
#include <cmath>
#include <list>
#include <map>

bool IsPressed(int vkey) { return GetAsyncKeyState(vkey)>>15; }

void build_frequency_map(std::map<char, int> & fm);
void build_frequency_stream(std::list<int> & fs, std::map<char, int> & fm);

int main()
{
    std::map<char, int> fm;
    std::list<int> fs;
    int f;

    build_frequency_map(fm);
    build_frequency_stream(fs,fm);
    f=0;

    for (std::list<int>::iterator it=fs.begin(); it!=fs.end(); it++)
    {
        f=*it;

        if (!f) Sleep(25);
        else Beep(f,25);
    }

    while (true)
    {
        if (IsPressed(VK_ESCAPE)) break;

        if      (IsPressed('Z')) f=fm['C'];
        else if (IsPressed('X')) f=fm['D'];
        else if (IsPressed('C')) f=fm['E'];
        else if (IsPressed('V')) f=fm['F'];
        else if (IsPressed('B')) f=fm['G'];
        else if (IsPressed('N')) f=fm['A'];
        else if (IsPressed('M')) f=fm['B'];
        else if (IsPressed('A')) f=2*fm['C'];
        else if (IsPressed('S')) f=2*fm['D'];
        else if (IsPressed('D')) f=2*fm['E'];
        else if (IsPressed('F')) f=2*fm['F'];
        else if (IsPressed('G')) f=2*fm['G'];
        else if (IsPressed('H')) f=2*fm['A'];
        else if (IsPressed('J')) f=2*fm['B'];
        else                     f=0;

        if (IsPressed(VK_RSHIFT)) f*=pow(2.0,1.0/12.0); // #
        if (IsPressed(VK_LSHIFT)) f*=pow(2.0,-1.0/12.0); // b

        if (f) Beep(f,25);
    }

    return 0;
}

void build_frequency_map(std::map<char, int> & fm)
{
    const int A=440;

    fm['C']=pow(2.0,-9.0/12.0)*A+0.5;
    fm['D']=pow(2.0,-7.0/12.0)*A+0.5;
    fm['E']=pow(2.0,-5.0/12.0)*A+0.5;
    fm['F']=pow(2.0,-4.0/12.0)*A+0.5;
    fm['G']=pow(2.0,-2.0/12.0)*A+0.5;
    fm['A']=A;
    fm['B']=pow(2.0,2.0/12.0)*A+0.5;

    fm[0]=0;
}

void build_frequency_stream(std::list<int> & fs, std::map<char, int> & fm)
{
    struct Local
    {
        std::list<int> * pfs;
        std::map<char, int> * pfm;
        const int tempo;

        Local(): tempo(6) {}

        Local & put(char ch, int oct=2, double tempo_mod=1)
        {
            int f=(*pfm)[ch]*oct;

            for (int i=0; i<tempo*tempo_mod+0.5; i++)
                pfs->push_back(f);

            return *this;
        }

        Local & CDEE() { return put('C').put('D').put('E').put(0).put('E').put(0); }
        Local & BCDD() { return put('B',1).put('C').put('D').put(0).put('D').put(0); }

    } local;

    local.pfs=&fs; local.pfm=&fm;

    local.CDEE().put('E').put(0).CDEE().put('E').put(0).CDEE().put('F').
        put(0,0,2).put('E').put('D').put(0,0,5).BCDD().put('D').put(0).
        BCDD().put('D').put(0).BCDD().put('E').put('D',2,2.0/3.0).
        put(0,0,1.0/3.0).put('D').put('E').put('C').put(0,0,5).CDEE().
        put('E').put(0).CDEE().put('E').put(0).CDEE().put('F').
        put(0,0,2).put('E').put('D').put(0,0,5).put('B',1).put('C').
        put('D').put(0).put('F').put(0).put('E').put(0).put('D').
        put(0).put('C').put(0).put('B',1).put(0).put('A',1).put(0).
        put('G',1).put(0).put('G').put(0,0,3).put('B',1,0.5).
        put('C',2,0.5).put('B',1).put('A',1).put('B',1).put('C');
}